Cập nhật thông tin chi tiết về Xử Lý Nước Thải Hóa Lý Bằng Giải Pháp Perozon mới nhất trên website Sansangdethanhcong.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Những loại Nước thải có thành phần phức tạp, bao gồm nhiều loại chất khác nhau, các loại vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh trong các hoạt động của phòng thí nghiệm, kiểm nghiệm sinh học và hóa học. Do đó không thể xử lý bằng phương pháp sinh học thông thường mà phải sử dụng giải pháp ô xy hóa mạnh. Perozon là giải pháp ô xy hóa nhanh và đơn giản trong khâu vận hành, dễ dàng ứng dụng.
1. YÊU CẦU CHUNG
Công nghệ xử lý đạt chuẩn nước thải đầu ra theo Quy chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp QCVN40:2011/BTNMT và QCVN 28:2010/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải y tế.
Hệ thống xử lý ổn định, đảm bảo không bị tác động nhiều với các lý do nồng độ nước thải đầu vào
Tuổi thọ công trình đảm bảo từ 10-15 năm vận hành.
Quy trình vận hành đơn giản, không cần có công nhân có kiến thức chuyên môn cao trong quá trình vận hành.
Hệ thống cần thiết kế chế độ chạy tự động, kết hợp với chế độ chạy tay để có thể vừa có thể giảm thiểu sự can thiệp của con người, vừa đảm bảo tính linh động trong quá trình vận hành.
Chi phí vận hành nước thải thấp. Giảm thiểu tối đa các chi phí phát sinh do hỏng hóc, thay thế vật tư.
2 PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ
2.1. Đặc điểm thành phần của nước thải:
Nước thải có thành phần rất phức tạp, bao gồm nhiều loại chất khác nhau, các loại vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh trong các hoạt động kiểm nghiệm. Tùy vào từng loại kiểm nghiệm khác nhau mà có thể đưa vào nước thải các thành phần chất thải khác nhau. Do vậy, về cơ bản nước thải của trung tâm có nồng độ các chất ô nhiễm không đồng nhất và kém ổn định.
– Các hóa chất sử dụng trong quá trình thí nghiệm bao gồm
+ Hóa chất dạng rắn (Amoni acetat, Amoni dihydrophosphat, Amoni molipdat, Amoniclorua, Asen, Axit ascorbic, Axit Barbituric, Axit benzoic, Axit boric, Axit Chromo tropic, Axit citric…
+ Hóa chất dạng lỏng: các dung môi hữu cơ như Benzen, Etalnol, Formandehit, n-Hexan, 0-xylen,…
+ Phẩm màu, dung dịch chất chuẩn, chất chuẩn, …
+ Sản phẩm gốc kháng sinh Amoxicillin & Ampicillin, các hợp chất vòng β -Lactam,..
Bảng 1: Nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải (tham khảo)
STT
Tên các chất gây ô nhiễm
Mức lớn nhất (mg/l)
Mức trung bình (mg/l)
Mức nhỏ nhất (mg/l)
Ghi chú
1
Benzen
0,12
0,02
0,004
2
Axetan
0,15
0,03
0,013
3
n-Hexan
0,18
0,05
0,025
4
Butanol
0,08
0,01
0,002
5
Metanol
0,08
0,04
0,014
6
Cloroform
0,07
0,02
0,015
7
Toluen
0,05
0,01
0,002
8
Acetonitril
0,22
0,06
0,01
9
Asen (As)
0, 2
10
Thủy ngân (Hg)
0,02
Nguồn: Trung tâm Công nghệ xử lý môi trường, 2010 ; Viện Khoa học và Kỹ thuật môi trường, 2009/
2.2.2. Ảnh hưởng của các chỉ tiêu ô nhiễm tới công nghệ xử lý
Nhìn chung, nước thải các phòng thuộc trung tâm có thành phần phức tạp cả về chất và các vi sinh vật gây bệnh, với hàm lượng chất hữu cơ đặc trưng bằng thông số COD tương đối cao. Do vậy người ta thường sử dụng phương pháp ô xy hóa, sử dụng các chất ô xy hóa mạnh để ô xy hóa, phá vỡ cấu trúc các thành phần hữu cơ trong nước thải, tạo thành các chất có thể kết tủa và loại bỏ ra khỏi nước thải.
+ Các hợp chất Beta – Lactam
Trong nước thải của các trung tâm kiểm nghiệm, Beta-lactam (β-lactam) là thành phần đặc trưng. Beta-lactam (β-lactam) là một lactam (amide vòng) với một cấu trúc vòng gồm 3 nguyên tử C và 1 nguyên tử N. Vòng beta-lactam là thành phần của vài loại thuốc kháng sinh như penicillin, vì vậy còn được gọi là thuốc kháng sinh beta-lactam. Các thuốc kháng sinh này tác động ức chế sự tổng hợp màng tế bào vi khuẩn. Chúng có tác động rất mạnh lên vi khuẩn, đặc biệt là vi khuẩn Gram +. Vi khuẩn có thể chống lại thuốc kháng sinh beta-lactam bằng cách sinh ra beta-lactamase. Enzyme này có khả năng mở vòng 4 nguyên tử beta-lactam, làm bất hoạt các tính chất của phân tử kháng khuẩn.
Amoxicillin (C16H19N3O5S) Ampicillin (C16H18N3O4S)
Mục đích của kỹ thuật oxi hóa cao cấp là tạo ra gốc hydroxyl (.OH), một tác nhân oxi hóa mạnh dễ phản ứng, phá hủy hầu hết chất hữu cơ trong nước. Chất dùng để tạo ra gốc hydroxyl (.OH) là hydrogen peroxide (H2O2), H2O2 là chất oxy hóa mạnh, mạnh hơn Cl2, ClO2 và KMnO4. Thông qua các xúc tác như ozon, tia UV, ánh sáng…, H2O2 có thể phân hủy tạo gốc tự do hydroxyl (·OH) có hoạt tính chỉ đứng thứ hai sau Flourine. Các phản ứng xảy ra như sau:
H2O2 + hν 🡪 2 -OH (với xúc tác tia UV)
H2O2 + O3 🡪 2 -OH + 3O2 (với xúc tác ozon)
H2O2 + Fe2+ 🡪 Fe3+ + OH- + -OH (với xúc tác Fe2+)
Hình 1. Cấu trúc các chất tham gia phản ứng Fenton
Phản ứng với peroxit H2O2 có tham gia của Fe2+ là phản ứng thường dùng và dễ thực hiện nhất.
+ Chất hoạt động bề mặt
Một phân tử chất hoạt động bề mặt gồm 2 phần: phần kỵ nước (không tan trong nước) và phần ưa nước (tan trong nước). Các chất hoạt động bề mặt được chia thành 4 nhóm chính:
– Các chất hoạt động bề mặt anionic: nhóm hữu cơ được liên kết bằng liên kết cộng hóa trị với phần kỵ nước của các chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm (-COO-, SO3-, -SO42-). Ví dụ: xà phòng, alkylbenzen sulfonate (ABS)
– Các chất hoạt động bề mặt canionic: nhóm hữu cơ được liên kết bằng liên kết cộng hóa trị với phần kỵ nước của các chất hoạt động bề mặt mang điện tích dương (-NR1R2R3)
– Các chất hoạt động bề mặt không ion (non – ionic surfactant): phần kỵ nước gồm dây chất béo, phần ưa nước chứa những nguyên tử oxy, nitơ hoặc lưu huỳnh không ion hóa: sự hòa tan là do cấu tạo những liên kết hydro giữa các phân tử nước và một số nhóm chức của phần ưa nước, chẳng hạn như nhóm chức ete của nhóm polyoxyetylen (hiện tượng hydrat hóa)
– Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính: những hợp chất có một phân tử tạo nên một ion lưỡng cực
Trong đó các alkylbenzen sulfonate (ABS), mạch nhánh và mạch thẳng, parafin sulfonate, olefin sulfonate, các rượu béo etoxy hóa… đều có đặc điểm chung là mạch hydrocarbon dài, bền vững khó phân hủy sinh học trong điều kiện thông thường
Tác động môi trường của các chất hoạt động bề mặt:
– Cấu trúc của các chất hoạt động bề mặt cho phép làm thay đổi tính chất vật lý bề mặt thuỷ vực thông qua việc làm giảm sức căng bề mặt
– Trong môi trường nước, các chất hoạt động bề mặt tạo thành bọt cản trở quá trình lọc tự nhiên hoặc nhân tạo, tập trung các tạp chất và có khả năng phân tán vi khuẩn và virus
– Làm chậm quá trình chuyển đổi và hoà tan oxy vào nước, ngay cả khi không có bọt, do tạo ra một lớp mỏng ngăn cách sự thấm/ truyền oxy qua bề mặt
– Làm xuất hiện mùi xà phòng, khi hàm lượng cao hơn ngưỡng tạo bọt.
+ Trị số pH
d. Tổng chất rắn hoà tan (TDS)
Là tổng chất rắn hoà tan tồn tại trong nước không thể loại ra bằng màng lọc với bán kính lỗ lọc 0,45 micron. TDS có thể bao gồm các chất khoáng hòa tan muối và axit humic. Trong nước tự nhiên, các thành phần chính của TDS là carbonate, bicarbonate, chloride, sulfate, phosphate, và muối nitrat.
+ Chất rắn lơ lửng (SS)
Là chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước thải bao gồm cặn lắng được và cặn ở dạng keo không lắng được có thể loại bỏ bằng quá trình keo tụ, lắng, lọc. Hàm lượng chất rắn lơ lửng là chỉ tiêu để thiết kế bể lắng và tính toán lượng cặn dư trong công đoạn xử lý cặn. Lượng cặn làm ảnh hưởng đến các thiết bị xử lý cũng như cản trở sự tiếp xúc giữa các hoá chất, sinh vật xử lý với nước thải làm giảm hiệu quả xử lý
+ Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD)
Là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong nước thải. Chỉ số BOD là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước do các chất hữu cơ có thể bị vi sinh vật phân huỷ. Chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước càng lớn
+ Nhu cầu oxy hoá học (COD)
Là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O. COD là chỉ tiêu rất quan trọng vì nó có thể phản ánh được các chất hữu cơ khó phân huỷ và các chất vô cơ mà chỉ tiêu BOD không phản ánh được vì vậy đây là thông số để xác định lượng oxy cần thiết để oxy hoá tất cả các chất bẩn có trong nước thải.
2.2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Hệ thống xử lý nước thải sử dụng nguyên lý ô xy hóa bậc cao để phá vỡ các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải. Sau đó bằng khâu xử lý hóa học và vật lý tiếp theo với các quá trình keo tụ – lắng, lọc, hấp phụ, các thành phần chất ô nhiễm có trong nước thải được loại bỏ hoàn toàn, nước thải sau khi đi qua hệ thống có các chỉ tiêu hoàn toàn đáp ứng được QCVN 40:2011/BTNMT, QCVN 28:2010/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải y tế để đủ điều kiện xả ra mà không làm ảnh hưởng đến môi trường.
Nguyên tắc chung của quá trình là oxy hóa bậc cao nhờ phản ứng Perozone tức là phản ứng oxy hóa của ozone O3 với sự có mặt của H2O2.
Quá trình Perozone sẽ tạo ra gốc OH- thông qua phản ứng:
H2O2 + 3O3 → 2 .OH + 3O2
Gốc OH- là chất có tính ô-xy hóa khử rất mạnh. Chất này có khả năng khử được trên 90% hàm lượng COD, BOD5 và SS, tiêu diệt trên 95% chỉ số coliform…. Nước thải của máy ozone không phát sinh sản phẩm thứ cấp gây độc hại, đảm bảo tiêu chuẩn để xả ra môi trường.
Ở quá trình này, phản ứng đồng thời của ozon và của các gốc tự do •OH sẽ làm tăng cường tốc độ phân huỷ chất hữu cơ. Paillard (Paillard, H.,1988) đã nghiên cứu xử lý atrazine trong nước sông Sein đã lọc. Kết quả cho thấy rằng hiệu quả xử lý thuốc trừ sâu bằng quá trình kết hợp ozon – hydroperoxide tốt hơn so với quá trình ozon hoá. Tỉ số H2O2/O3 tối ưu là 0,35-0,45.
Hiệu quả quá trình phụ thuộc vào liều lượng ozon, thời gian tiếp xúc và độ kiềm của nước. Hiệu quả xử lý tốt nhất đạt được khi H2O2 được cho thêm vào sau thời điểm phản ứng mạnh của chất với ozon, điều này cho phép tận dụng hết khả năng oxy hóa chọn lọc của phân tử ozon trước khi oxy hoá không chọn lọc bởi .OH. + Quá trình xúc tác đồng thể
Quá trình xúc tác đồng thể là quá trình đưa vào hệ O3/H2O2 các chất xúc tác để nâng cao hoạt tính oxy hóa của ozone. Chất xúc tác kiềm:
Cơ chế tạo gốc tự do hydroxyl .OH trong môi trường nước vói chất xúc tác kiềm OH- như sau:
H2O2 + 3O3 → chúng tôi + 3O2 (2) Chất xúc tác kim loại
Cho vào hệ O3/H2O2 các lon kim loại chuyển tiếp có tác dụng nâng cao hoạt tính oxy hóa của ozone.
Đối với xúc tác sắt Fe2+: Cho vào hệ O3/H2O2 dung dịch FeSO4 sẽ tạo gốc .OH và tạo thànhFe3+. Trong trường họp này Fe2+ là chất tham gia phản ứng và bị tiêu hao trong quá trình phản ứng:
H2O2 + 3O3→ 2 .OH + 3O2 (3)
Đối với xúc tác nhôm Al3+: Cho vào hệ dung dịch phèn nhôm Al(SO4)3. Cơ chế phản ứng có thể như sau: Trong môi trường nước, Al3+ tạo thành Al(OH)3 kết tủa và các bông keo này hấp phụ một phần COD và chất màu trong nước, làm nồng độ COD cao hơn trong nước. Khi có O3 kết hợp với H2O2 sẽ tạo ra gốc .OH và xảy ra phản ứng phân hủy chất hữu cơ trong nước, do trong các bông keo có nồng độ chất hữu cơ rất cao nên tốc độ phản ứng tăng mạnh, giảm nồng độ chất hữu cơ và tiếp tục quá trình hấp phụ chất hữu cơ vào bông keo và quá trình phân hủy COD và màu nước thải tiếp diễn. + Quá trình xúc tác dị thể
Quá trình xúc tác dị thể là quá trình đưa vào hệ O3/H2O2 các chất xúc tác rắn là các oxit kim loại chuyển tiếp hoặc than hoạt tính. Theo Legube et al. (1999), cơ chế phản ứng xúc tác dị thể có thể xảy ra theo 2 khả năng sau đây: – Chất xúc tác chỉ đóng vai trò như một chất hấp phụ Me-OH, ozone và gốc hydroxyl tạo ra từ sự phân huy ozon sẽ là tác nhân oxy hóa. – Chất xúc tác có thể tác dụng với cả ozon và chất hữu cơ hấp phụ trên bề mặt, đúng nghĩa với bản chất của quá trình xúc tác. + Lựa chọn quá trình oxy hóa bậc cao AOPs thích hợp để xử lý nước thải các cơ sở kiểm nghiệm dược phẩm và y tế.
Xử lý nước thải các cơ sở kiểm nghiệm y tế bằng quá trình Perozone (hệ O3/H2O2) có hiệu quả hơn nhiều so với xử lý bằng ozone đơn vì quá trình Perozone hiệu quả tạo ra do tác dụng oxy hóa của gốc .OH và cả O3, trong khi xử lý bằng ozone đơn chỉ có tác dụng oxy hóa của O3.
Với đặc trưng ô nhiễm của nước thải là có độ màu cao và COD khó phân hủy sinh học, độ pH = 7,5 - 9, lựa chọn quá trình AOPs trên cơ sở ozone là Perozone để xử lý nước thải các cơ sở kiểm nghiệm dược phẩm.
2.4. Sơ đồ công nghệ XLNT
Dây chuyền công nghệ xử lý theo sơ đồ nêu trên Hình 2 sau đây.
Hình 2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống XLNT theo nguyên lý Peroxon Mô tả:
Nước thải chứa hóa chất được thu gom từ các phòng thí nghiệm bằng hệ thống Lavabo thí nghiệm và đường ống uPVC(xây mới) riêng biệt, không hòa chung với nước thải sinh hoạt. Toàn bộ lượng nước này được gom về bể điều hòa.
Bể điều hòa được thiết kế với dung tích 5m3, trong đó phần dung tích hữu ích là 4m3. Quá trình xử lý gồm 2 giai đoạn là phản ứng ô-xy hóa các chất hữu cơ, vô cơ trong nước thải và quá trình lắng keo tụ các chất này. Kết thúc quá trình là bể lọc cát – than hoạt tính.
2.2.5. Các quy trình xử lý:
+ Phản ứng perozone.
Nguyên lý của hệ thống là sử dụng phản ứng sử dụng tính năng ô-xy hóa mạnh của phân tử OH – được tạo ra từ phản ứng của Ô-zôn và H2O2 . Phân tử OH – sẽ ô xy hóa các chất hữu cơ và vô cơ khó phân hủy, đưa chúng về các dạng hợp chất thấp phân tử dễ xử lý hơn, dễ keo tụ.
Quy trình của phản ứng như sau: Kiểm tra nồng độ pH bằng thiết bị đo pH để bàn. Khi giá trị này nằm ngoài khoảng 7 – 9 thì bổ sung H2SO4 hoặc NaOH để đưa giá trị pH về khoảng này. Trước tiên sục đều khí Ô-zôn từ máy tạo ô-zôn. Sau đó cho thêm H2O2 vào với liều lượng tương ứng để tạo ra phản ứng perozone Hỗn hợp nước thải, peroxit và ozon được trộn đều bằng quá trình khuấy trộn thủy lực trong thời gian 30 phút. Phần lớn các chất hữu cơ có trong nước thải được oxy hóa trong giai đoạn này. Sau đó nước thải được bơm lên bể keo tụ . + Phản ứng keo tụ, lắng. Nước thải được bơm lên bể phản ứng keo tụ kết hợp lắng. Trong bể có máy khuấy để tăng khả năng hòa trộn nước thải vào trong nước. Hóa chất sử dụng là FeCl3.Thời gian phản ứng keo tụ: 20 phút.
Khi hòa FeCl3 vào nước thải sẽ tạo ra phản ứng:
Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+
Hình thành lắng nhanh khi pH =5.5 – 6.5
Vận tốc nước trong vùng lắng v<0.02m/s đảm bảo cho hạt cặn được lắng xuống dưới. Bùn cặn lắng về phần côn thu của bể lắng và được xả về bể chứa bùn. Bùn cặn lắng sẽ được lắng trọng lực, phần cặn lắng sẽ bị nèn xuống dưới, phần nước trong sẽ ở trên. Sau thời gian định kỳ từ 3 – 6 tháng bùn sẽ được hút.
Bể lọc cát – than hoạt tính Đây là khâu làm sạch triệt để nước thải trước khi thải ra môi trường ngoài, đảm bảo các yêu cầu trong QCVN 40:2011/BTNMT cột B. QCVN 28:2010/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải y tế. Bể lọc có cấu tạo 2 lớp, lớp trên là cát thô, đường kính từ 0,8-1,2mm, dày 30cm. Lớp dưới than hoạt tính dày 30cm. Chức năng của bể: giữ lại các chất lơ lửng (TSS) còn lại sau quá trình lắng, làm trong nước nhờ lớp lọc cát. Lớp than hoạt tính có tác dụng hấp phụ giữ lại các chất hữu cơ còn lại trước khi xả nước thải ra ngoài
Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Hóa Lý Sinh
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý sinh
1384 Lượt xem – 01-10-2019 17:44
Xử lý nước thải tại HCM đứng trước nhiều thách thức lớn đối với nhiều cơ quan ban ngành, đơn vị hoặc cá nhân trước thực trạng môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là về nước thải. Không khó để nhận thấy hầu như các kênh rạch, sông, hồ,… tồn tại trong tình trạng ô nhiễm cao, nước chuyển sang màu đen, bốc mùi hôi thối. Nguyên nhân trực tiếp rất dễ nhận ra xuất phát từ nguồn nước sinh hoạt, rửa xe, sản xuất – tái chế phế liệu,… hàng ngày xả thải sang các mạch nước ngầm, nước sông, nước giếng.
Theo thống kê từ UBND thành phố Hồ Chí Minh, trên địa bàn thành phố có khoảng 3.300 nguồn thải cơ sở sản xuất, công nghiệp, thương mại,.. thế nhưng chỉ có 1.140 cơ sở đạt chuẩn xả thải đầu ra, hơn 2.000 cơ sở chưa có hệ thống xử lý nước thải hoặc chưa đạt chuẩn môi trường. Một hệ thống xử lý chất thải hiệu quả chắc chắn sẽ mang đến hiệu quả kinh tế giúp doanh nghiệp/tổ chức yên tâm sản xuất và phát triển bền vững hơn.
Đặc trưng của nước thải ở các quận HCM
Hàm lượng các chất như BOD,COD, N, P, dầu mỡ, cát, bùn,… cao hơn mức cho phép.
Vi khuẩn, vi visus, nấm, các mầm bệnh là nguyên nhân ảnh hưởng đến sức khỏe và chất lượng cuộc sống
Chất vô cơ không tan: rác thải, vỏ bao bì, lá cây, giấy ăn, tóc, giẻ rách,…
Phương pháp xử lý lý học
Song chắn rác
Trang bị hệ thống song chắn rác nhằm xử lý hết các chất thải có kích thước lớn như giẻ rách, vỏ sản phẩm, bao bì, bịch nhựa, khăn giấy,… giúp bảo trì và hạn chế tình trạng tắc nghẽn và hư hỏng đường ống dẫn nước cho các giai đoạn phía sau. Kích thước giữa các thanh khác nhau tùy theo loại song chắn rác mà bạn sử dụng.
Lắng cát
Nhiệm vụ của bể lắng cát là tách các hợp chất vô cơ không tan có kích thước vô cùng nhỏ từ 0,2 – 2 mm ra khỏi dòng nước tránh gây bào mòn hoặc ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước. Có 3 loại bể lắng cát được sử dụng rộng rãi: bể lắng đứng, bể lắng ngang và bể lắng thổi khí.
Bể lắng
Các hạt cát, chất rắn lơ lửng (bể lắng 1), quá trình xử lý sinh học (bể lắng 2) hoặc cặn được tạo trong quá trình tạo bông còn sót lại được tách khỏi nước thải.
Tuyển nổi
Để quá trình tuyển nỗi diễn ra đạt hiệu quả cần nhờ đến quá trình sục bọt khí, các bọt khí kéo theo các hạt cặn nổi trên bề mặt để loại bỏ hoàn toàn các chất rắn kích thước nhỏ, dầu mỡ trong nước thải đi ra ngoài.
Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý
Trung hòa
Vì nước thải chứa hàm lượng axit và kiềm khá cao, cần điều chỉnh cũng như duy trì nồng độ pH vào khoảng 6.5 – 8,5. Một số cách trung hòa nước:
Bổ sung các tác nhân hóa học
Vận chuyển nước axit đi qua vật liệu có tác dụng trung hòa
Hòa trộn nước thải axit với nước thải kiềm với nhau
Tiến hành hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hay hấp thụ khí amoniac bằng nước axit
Keo tụ – tạo bông
Trong nước thải thường tồn tại các hạt keo mịn có kích thước vô cùng nhỏ từ 0,1 – 10 micromet trong trạng thái lơ lửng. Nhờ lực hút Vander Waals cùng chuyển động Brown mà các hạt này xáo trộn, va chạm dẫn đến sự kết dính với nhau. Các hạt keo này qua lực đẩy tĩnh điện nhờ sự ion hóa các chất cũng như dung dịch có trong nguồn nước thải. Quá trình trung hòa phá vỡ tính bền của các hạt keo được gọi là quá trình keo tụ. Từ đó, các hạt keo đã trung hòa điện tích có thể liên kết và gắn kết với nhau tạo ra các bông cặn lớn, có kích thước lớn hơn nước và lắng xuống đáy bể được gọi là quá trình tạo bông.
Phương pháp xử lý sinh học
Đây là phương pháp dựa vào hoạt động của vi sinh vật, chúng sử dụng các chất hữu cơ và chất khoáng để làm thức ăn. Phương pháp này được chia làm 2 loại chính:
Phương pháp sử dụng VSV kỵ khí trong môi trường không có oxy
Phương pháp sử dụng VSV hiếu khí trong điều kiện cung cấp oxy liên tục
Quá trình oxy hóa phân hủy các chất hữu cơ diễn ra trong 3 giai đoạn:
Vận chuyển các chất hữu cơ đến bề mặt tế bào vi sinh vật
Khuếch tán bề mặt tế bào sang màng bán thấm
Chuyển hóa các chất trong tế bào để tổng hợp tế bào cũng như sản sinh nguồn năng lượng mới
Sở Tài nguyên và Môi trường TP. HCM đự kiến đến năm 2020 có 7 hệ thống xử lý nước thải tập trung tại các kênh rạch, sông, khu công nghiệp, khu dân cư,… nhằm hạn chế tình trạng ô nhiễm nguồn nước như hiện nay.
Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Oxi Hóa
Nước thải nói chung là nước thải được hình thành từ nhiều các chất ô nhiễm khác nhau tùy vào nguồn ô nhiễm. Do vậy cần phải có Oxy hóa bằng Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thô các biện pháp xử lý và phương pháp thích hợp khác nhau. Nói đến nước thải phải nói đến nước thải sinh hoạt từ các khu đô thị, khu dân cư đến nhà hàng khách sạn… đều được thải ra môi trường các cống rãnh trong thành phố gây nên các mùi hôi thối, ô nhiễm nghiêm trọng, đòi hỏi cần có biện pháp xử lý để giảm thiểu vấn đề ô nhiễm hiện nay.
Tùy thuộc vào thành phần bản chất của nguồn ô nhiễm, các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, thành phần hóa học khác nhau, có các loại tạp chất tan, chất không tan, việc xử lý nước thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng. Việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp thường được căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nước thải: thành phần tính chất, nguồn gây ô nhiễm để có phương pháp xử lý riêng.
Có rất nhiều phương pháp khác nhau trong sử lý nước thải trong đó có sử dụng phương pháp hóa học vào xử lý nước thải sinh hoạt đang là một giải pháp tối ưu nhất trong bảo vệ môi trường nước. Phương pháp xửlý hóa học thường dùng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt gồm có: trung hòa, oxy hóa.khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại. Trong đó xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử sẽ làm giảm ô nhiễm nước:
– Để làm sạch nước thải chúng ta có thể sử dụng các chất oxi hóa như Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, pemanganat kali,oxy không khí, ozon…
– Cơ chế của phương pháp quá trình oxi hóa diễn ra nhằm nhiệm vụ tách các chất ô nhiễm độc hại chuyển thành chất ít độc và tách chúng ra.khỏi nước. Quá trình này có tốc độ xử lý cao tuy nhiên tiêu tốn khá nhiều hóa chất. Ta cùng tìm hiểu chi tiết của phương pháp này
+ Oxy hóa bằng Clo
Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa đem lại hiệu quả và được sử dụng rông rãi nhất. Chúng được sử dụng để tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nước thải. Sau khi quá trình oxi hóa clo các chất độc hại o nhiễm được tách riêng ra khỏi nước thải quá trình này diễn ra theo phản ứng giũa clo và nước thải như sau.
* HOCl ↔ H+ + OCl-
Tổng clo, HOCl và OCl- được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính.
+ Các nguồn cung cấp clo hoạt tính còn có clorat canxi (CaOCl2), hypoclorit, dioxyt clo, clorat canxi tạo ra theo phản ứng:
Như vậy quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử thực chất là sử dụng các chất hóa học phù hợp để tác dụng với các chất bẩn, tạp chất có trong nước thải để tạo thành chất hòa tan ít độc hoặc không độc với môi trường hoặc tạo ra chất lắng đọng dễ xử lý.
Xử Lý Nước Thải Bằng Các Phương Pháp Lý – Hóa – Sinh Học
A. Phương pháp xử lý nước thải bằng lý học.
Để tách các chất này ra khỏi nước thải sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm và lọc.
Có các phương pháp xử lý nước thải sau:
1. Xử lý nước thải bằng phương pháp lắng cát
Bể lắng cát để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công đoạn xử lý sau. Bể lắng cát chia thành 2 loại: bể lắng ngang và bể lắng đứng. Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi.
Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt quá 0,3 m/s. Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏ và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở các công trình tiếp theo.
2. Xử lý nước thải bằng tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất ở dạng rắn hoặc lỏng phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp khác quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.
3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sử dụng song chắn rác
Nước thải trước khi đi vào hệ thống xử lý trước hết phải được đi qua song chắn rác. Tại đây các loại rác trôi nổi có kích thước lớn như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, rác cây, bao nilon…sẽ được giữ lại. Rác có kích thước lớn sẽ được giữ lại ở song chắn rác nên tránh được tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn nước thải. Chắn rác là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải.
Song chắn rác được phân thành tùy theo kích thước khe hở, loại thô, trung bình và mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm. Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động.
Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn của song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật giữ lại. Do đó, thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy.
B. Phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa – lý
1. Xử lý nước thải bằng phương pháp trung hòa
Trong nước thải có chứa acid vô cơ hoặc kiềm nên cần được trung hòa để đưa pH về mức 6,5 – 8,5 trước khi nước thải được đưa vào nguồn nhận hoặc công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:
Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm.
Bổ sung hóa học.
Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa.
Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước acid.
2. Xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông
Trong nước thải các hạt một phần thường tồn tại ở dạng keo mịn phân tán, kích thước thường từ 0,1 – 10 micromet. Các hạt này lơ lửng không nổi cũng không lắng nên tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Để phá vỡ tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông.
C. Phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học trong xử lý nước thải được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, Sunfit, ammonia, Nito… Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làm thức ăn nên dựa trên hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại:
Phương pháp kị khí: sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy.
Phương pháp hiếu khí: sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cần cung cấp oxy liên tục.
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Trong quá trình thực hiện các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo và chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo 3 giai đoạn như sau:
Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt tế bào vi sinh vật.
Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào.
Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.
Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các yếu tố vi lượng.
1. Phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải chia thành 3 giai đoạn:
Oxy hóa các chất hữu cơ.
Tổng hợp tế bào mới.
Phân hủy nội bào.
Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí trong bể xử lý nước thải có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong quá trình xử lý nhân tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật mà quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:
Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa cacbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí. Trong số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất.
Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định.
2. Phương pháp xử lý nước thải bằng sinh học kỵ khí
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ bằng kỵ khí là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra nhiều sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn theo phương trình sau:
Vi sinh vật
Quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:
Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử.
Giai đoạn 2: acid hóa.
Giai đoạn 3: acetate hóa.
Giai đoạn 4 trong quá trình kị khí xử lý nước thải: methan hóa.
Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như protein, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí trong xử lý nước thải thành:
Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí, quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên.
Qúa trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí.
Bạn đang xem bài viết Xử Lý Nước Thải Hóa Lý Bằng Giải Pháp Perozon trên website Sansangdethanhcong.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!